解析WCDMA下行链路功率控制问题

功率控制技术是CDMA移动通信系统中关键技术,在此主要就WCDMA中的下行链路功率控制问题进行分析,并且从功率控制准则和功率控制方法两个方面分别进行说明,为今后WCDMA技术发展奠定基础。

SOFTWAREDEVELOPMENTANDDESIGN

软件开发与设计

解析WCDMA下行链路功率控制问题

刘海英

（中国电子科技集团公司第七研究所，广州510310）

摘要：功率控制技术是CDMA移动通信系统中关键技术，在此主要就WCDMA中的下行链路功率控制问题进行分析，并且从功率控制准则和功率控制方法两个方面分别进行说明，为今后WCDMA技术发展奠定基础。关键词：WCDMA；功率控制技术；站点选择分集发送

AnalysisofWCDMADownlinkPowerControlProblems

LIUHaiying

（ChinaElectronicsTechnologyGroupCorporationNo.7ResearchInstitute，Guangzhou510310）

Abstract：thepowercontroltechnologyistheessentialpartofCDMAmobilcommunicationsystem.Thisarticlefirstshows

theanalysistothepowercontrolsolutionintheDownlinkofWCDMA,andtwopartsoftheexplainationarebasedonpowercontrolrulesandmotheds，respectivelytomakeupthewholetheoryforpavingthewayofWCDMAdevelopment.Keywords：WCDMA；powercontroltechnology；transmitdiversityscheme

1引言

在CDMA移动通信系统中，一方面，许多移动台共用一

的TPC域发送这个TPC命令；如果DPC_MODE=1，则UE在3个时隙中重复产生相同的TPC命令，并且新TPC命令的发送使得在帧的开始有一个新命令。DPC_MODE是UTRAN控制的UE指示参数。

在接收到TPC命令的基础上，UTRAN相应地调节下行DPCCH/DPDCH的功率。对于DPC_ODE=0,UTRAN应估计发送TPC命令TCP,5，是0或是1，并且每个时隙更新迭代功率。如果DPC_MODE=1,UTRAN估计3个时隙的发送TPC命令TCPest是0或是1，每3个时隙更新一次功率。2.3下行功率平衡

当移动台处于软切换状态时，多个基站将同时向该移动台传输相同的信息。此时，多个基站将分别根据各自收到的来自上行信道的TPC指令调整下行发射功率的大小。实际上，虽然从移动台发出唯一的TPC指令，但由于信道的复杂性，会带来TPC的误码，相同的指令在到达不同的NodeB时，己经不相同了。因此，各个NodeB调整功率的方向也可能不同。换句话说，即使保证软切换开始时各NodeB的发射功率相同，由于收到TPC指令的差异性，经过一段时间之后，各lodeB的发射功率也会有差异。移动台的最大比合并获得最大合并增益的前提是所收到的各个信号功率大致相同，否则，合并增益将受到影响，这将间接影响系统容量。而使NodeB的下行发射功率相等，将是保证下行合并增益最大化的次优方案。下行功率平衡正是保证处于软切换状态的移动台获得下行合并最大增益的方法。

下行功率平衡通过下式实现：

个载波频率发射或接收信号，近地强信号抑制远地弱信号的可能性很大，这就是所谓的“远近效应”；另一方面，信道容量主要受限于同频干扰，在不影响通信质量的前提下，尽量减少发射信号的功率，才能相应地提高信道容量，功率控制算法的目标是使CDMA系统的容量达到最优制技术是移动通信系统中的关键技术之一。

[1,2]

，从而功率控

2WCDMA下行链路功率控制

专用下行物理信道只有一种类型下行DPCH。其中，下行

2.1与功率控制有关的下行物理信道帧结构

DPCH的帧结构，帧长10ms，每帧分为15个时隙，每个时隙的长度Tslot=2560chips，一个时隙对应于一个功率控制周期。2.2下行功率控制原理

下行信道的发送功率由网络决定。一般不同的下行信道发送功率之比不做规定并且是随时间而变的。下行发送功率控制同时控制DPCCH和它相应的DPDCH的功率。功率控制环路将DPCCH和DPDCH的功率调节相同的幅度，也就是说，DPCCH和DPDCH间的相对功率差不变化。DPCCH域和DPDCH域间的发送功率相对偏移由网络决定，DPCCH的TFC工、TPC和pilot域相对于DPDCH功率的相对偏移分别为P01、P02、P03，功率偏移可随时间而变。

在正常的下行发送功率控制中，UE应当产生控制网络发送功率的TPC命令，并在上行的DPCCH的TPC域将这些TPC命令发送出去。在产生TPC命令之前，UE应当检查下行功率控制模式(DPC_ODE)：如果DPC_MODE=0，则UE在每个时隙上都产生一个TPC命令，在第一个获得的上行DPCCH收稿日期：2009-10-30

Σp

bd

=(1-r)

(pref+pp-CPICH-pinit)

(1)

在上式中，Σbal为调整周期内的调整量之和；Σref为

-33-

功率控制技术是CDMA移动通信系统中关键技术,在此主要就WCDMA中的下行链路功率控制问题进行分析,并且从功率控制准则和功率控制方法两个方面分别进行说明,为今后WCDMA技术发展奠定基础。

电脑编程技巧与维护

下行参考功率，该值由RNC确定，并通过Iub接口配置到NodeB；PP-CPIC为P-CPICH的发射功率；Pinit为下行功率平衡调整期开始时的初始功率值；r为调整因子。

在软切换期间，下行快速内环功率控制将根据上式进行调整：

p(k)=p(k-1)+ptpc(k)+pbal(k)

(2)

此式中，P(k)为某NodeB第k个时隙的发射功率；ptpc

临时ID码不匹配，并且接收到的上行信号质量满足质量门限Qth，则该小区认为自己的状态是非主小区，非主小区关闭它们的DPDCH,DPCCH不受影响。否则认为自己是主小区，被选作主小区的小区以能够刚刚达到目标SIR的必要功率发送自己的专用信道。

激活集中小区的(主或非主)状态是同步更新的，UE以5、10或20ms的频率更新临时ID，更新频率由UTRAN设定的SSDT模式确定。如果一个小区在上行时隙j接收到ID码的最后部分，小区的状态在下行时隙(j+l+Tas)mod15更新，Tas定义为2时隙的常量。

在UE处，主小区ID码是分割成几部分发送到小区的。这些部分分散在上行FBIS域。SSDT中的小区收集主小区ID码的各分散部分，然后检测出发送ID码。在SSDT中，非主小区可以关闭DPDCH的输出(即不发送)。

小区管理两种不同的下行发送功率，不管选择的小区状态是主还是非主小区，它的更新和正常模式、压缩模式中下行DPCCH功率调节相同。DPCCH的TFCI、TPC和pilot域的实际发送功率是P1分别加上偏移量PO1、P02和P03。P2是下行DPDCH使用的发送功率，如果小区被选作主小区，P2被设为P1的值，否则关闭P2。小区先更新P1，然后才更新P2，还要保持这两个基础功率在功率控制动态范围之内。

(k)为NodeB在第k个时隙收到的TPC指令；pbal(k）为根据式(1)计算得来的调整值分摊到该时隙的调整部分，pbal(k）=（Pref+Pp-CICH-Pinit)/(调整周期内的时隙数)。

从以上的描述可知，在软切换过程中，内环快速功率控制将同时包括通常的快速功率控制和下行功率平衡过程。2.4站点选择分集发送功率控制

站点选择分集发送(SSDT)功率控制是下行链路功率控制的一种形式，可应用于当UE处于软切换(SHO)时的下行功率控制，这种功率控制方式在UTRAN中可选。使用SSDT的先决条件是所有的NodeB都支持SSDT模式。使用SSDT的SHO比使用普通SHO在移动台运动速度相对较低时可以提高系统容量。

在SHO中，一个UE和多于一个的小区有DL连接。因此，一个UE增加了几个小区的DL干扰。SSDT这种功率控制的方法减少了UE在软切换时产生的DL干扰。在SSDT模式下，UE从它的激活集小区中选择一个作为“主小区”，其它。SSDT的主要目标是实现从主小区进小区就是“非主小区”

行下行发送，来减小软切换模式中多站点发送产生的干扰。第二个目标是实现无网络干预的快速站点选择，以保持软切换的优点。为了选择主小区，每个小区都分配一个临时身份号(ID),UE向相联系的小区周期性地发送主小区号。UE通过上行FBI域将主小区工D传递到激活小区，SSDT模式的终结和临时ID码分配都由高层完成。

UE应产生控制基站发送功率的TPC命令，控制网络的发送功率，并仅根据从主小区来的下行信号在上行DPCCH的TPC域发送它们。UE通过测量激活小区所发送的CPICH的RSCP来周期性地选择主小区。检测到CPICHRSCP最高地小区作为主小区。UE通过分配给SSDT使用的一部分上行FBI域周期性地发送主小区ID。如果小区接收到的ID码和自己的

3结语

根据3GPP对WCDMAFDD规定的标准对WCDMA系统

中下行链路功率控制技术进行了详细地分析，其中从功率控制准则和功率控制方法两个分别进行说明。

参考文献

[1]董飞胜,李大扣,李晓辉,等.基于CDMA系统的加速功率

控制和多用户检测[J].信息技术,2009,04.

[2]张海波,李方伟,刘开健.CDMA系统中的闭环功率控制方

法[J].硅谷,2008,22.作者简介

刘海英，女（1973-），工程师，本科，主要研究方向：计算机软件开发，3G网络应用研究。

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

（上接第25页）

参考文献

[1]汪翼，沈海斌，何乐年，等.DES算法的高速流水线实现.

微电子学与计算机[J]，2003，（8）.

[2]党志军，牛光辉.高速3一DES算法IP核的设计与实现.

现代电子技术，2007，（22）：261.

[3]张福泰，李继国，王晓明，等.密码学教程[M].武汉：武汉大学出版社，2006.

作者简介

1985-），硕士研究生，研究方向：超宽带无线王开元，男（通信。

袁伟，男（1984-），硕士，研究方向：软件无线电。孟祥媛，女（1986-），硕士，研究方向：强干扰背景下微弱信号的估值与检测。

-34-

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/7bg4.html